公布日：2022.03.11
申请日：2021.11.04
分类号：C02F9/04(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种短流程零硬度预处理系统及污水处理方法，该短流程零硬度预处理系统包括膜软化反应装置、离子交换装置、产水箱和智能控制系统，膜软化反应装置内设置有膜组件；离子交换装置内设置有阳离子交换树脂；产水箱布置在膜软化反应装置和离子交换装置之间；智能控制系统与膜软化反应装置和离子交换装置电连接。该短流程零硬度预处理系统将膜软化反应装置和离子交换装置相结合，形成短流程、且产水水质稳定的零硬度预处理技术；并且通过智能控制系统进行全自动控制，保证产水水质。
权利要求书
1.一种短流程零硬度预处理系统，其特征在于，包括：膜软化反应装置，具有第一废水入口、第一出水口及药剂投放口；所述膜软化反应装置内设置有膜组件；所述膜组件为多个过滤膜管单端集合而成，并且所述膜组件的所述集合的一端与所述第一出水口相连通，另一端与所述第一废水入口相连通；离子交换装置，具有第二废水入口和第二出水口；所述离子交换装置内设置有阳离子交换树脂，且布置在所述第二废水入口和所述第二出水口之间；产水箱，具有水箱入口和水箱出口；所述产水箱布置在所述膜软化反应装置和所述离子交换装置之间，且所述水箱入口与所述第一出水口相连通，所述水箱出口与所述第二废水入口相连通；智能控制系统，与所述膜软化反应装置和所述离子交换装置电连接。
2.根据权利要求1所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，所述阳离子交换树脂采用弱酸阳离子交换树脂，所述弱酸阳离子交换树脂优选为多孔聚丙烯酸型树脂。
3.根据权利要求1所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，还包括与所述智能控制系统电连接的第一调控装置；所述第一调控装置包括相互配合的第一pH调控机构和第一pH计，所述第一pH计用于实时检测所述膜软化反应装置内待处理废水的pH值，并通过所述第一pH调控机构调节所述膜软化反应装置内待处理废水的pH值。
4.根据权利要求1所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，还包括与所述智能控制系统电连接的第二调控装置；所述第二调控装置包括相互配合的第二pH调控机构和第二pH计，所述第二pH计用于实时检测所述产水箱内过滤清液的pH值，并通过所述第二pH调控机构调节将要流入所述产水箱的过滤清液的pH值。
5.根据权利要求1所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，还包括与所述智能控制系统电连接的加药装置，所述加药装置包括相互配合的药剂投放器和流量计，所述药剂投放器连通所述药剂投放口；所述流量计用于实时检测流入所述膜软化反应装置内的废水流量，所述药剂投放器用于根据流量大小自动调节向所述膜软化反应装置中的加药量。
6.根据权利要求1所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，还包括第一硬度检测仪和第二硬度检测仪；所述第一硬度检测仪用于实时检测经过所述膜软化反应装置处理后的废水硬度；所述第二硬度检测仪用于实时检测所述离子交换装置的产水硬度。
7.根据权利要求6所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，还包括与所述智能控制系统电连接的酸碱再生系统，所述酸碱再生系统连接所述离子交换装置，且与所述第二硬度检测仪相互配合，用于根据所述离子交换装置的产水硬度对所述阳离子交换树脂进行酸碱再生。
8.根据权利要求1所述的短流程零硬度预处理系统，其特征在于，所述智能控制系统为PLC或DCS全自动智能控制系统。
9.基于权利要求1~8任一项所述的短流程零硬度预处理系统的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将待处理的废水输送至膜软化反应装置内，并通过所述膜组件；在所述膜组件的过滤作用下，所述待处理的废水中固体污染物附着在膜组件表面；同时，经膜组件过滤后得到的过滤清液进入产水箱；进入所述产水箱内的所述过滤清液输送至离子交换装置，并通过所述阳离子交换树脂；在所述阳离子交换树脂的离子交换作用下，去除所述过滤清液的硬度，得到目标清液。
10.根据权利要求9所述的污水处理方法，其特征在于，还包括再生操作：当所述目标清液的硬度≥1mg/L时，通过智能控制系统控制所述离子交换装置停止产水，并启动酸碱再生系统对所述阳离子交换树脂进行酸碱再生。
发明内容
为解决上述传统工艺中存在的至少一个问题，本发明的主要目的在于提供一种短流程零硬度预处理系统及污水处理方法，该短流程零硬度预处理系统将膜软化反应装置和离子交换装置相结合，形成短流程、且产水水质稳定的零硬度预处理技术；并且通过智能控制系统进行全自动控制，保证产水水质。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种短流程零硬度预处理系统。
该短流程零硬度预处理系统包括：
膜软化反应装置，具有第一废水入口、第一出水口及药剂投放口；所述膜软化反应装置内设置有膜组件；所述膜组件为多个过滤膜管单端集合而成，并且所述膜组件的所述集合的一端与所述第一出水口相连通，另一端与所述第一废水入口相连通；
离子交换装置，具有第二废水入口和第二出水口；所述离子交换装置内设置有阳离子交换树脂，且布置在所述第二废水入口和所述第二出水口之间；
产水箱，具有水箱入口和水箱出口；所述产水箱布置在所述膜软化反应装置和所述离子交换装置之间，且所述水箱入口与所述第一出水口相连通，所述水箱出口与所述第二废水入口相连通；
智能控制系统，与所述膜软化反应装置和所述离子交换装置电连接。
进一步的，所述阳离子交换树脂采用弱酸阳离子交换树脂，所述弱酸阳离子交换树脂优选为多孔聚丙烯酸型树脂。
进一步的，还包括与所述智能控制系统电连接的第一调控装置；所述第一调控装置包括相互配合的第一pH调控机构和第一pH计，所述第一pH计用于实时检测所述膜软化反应装置内待处理废水的pH值，并通过所述第一pH调控机构调节所述膜软化反应装置内待处理废水的pH值。
进一步的，还包括与所述智能控制系统电连接的第二调控装置；所述第二调控装置包括相互配合的第二pH调控机构和第二pH计，所述第二pH计用于实时检测所述产水箱内过滤清液的pH值，并通过所述第二pH调控机构调节将要流入所述产水箱的过滤清液的pH值。
进一步的，还包括与所述智能控制系统电连接的加药装置，所述加药装置包括相互配合的药剂投放器和流量计，所述药剂投放器连通所述药剂投放口；所述流量计用于实时检测流入所述膜软化反应装置内的废水流量，所述药剂投放器用于根据流量大小自动调节向所述膜软化反应装置中的加药量。
进一步的，还包括第一硬度检测仪和第二硬度检测仪；所述第一硬度检测仪用于实时检测经过所述膜软化反应装置处理后的废水硬度；所述第二硬度检测仪用于实时检测所述离子交换装置的产水硬度。
进一步的，还包括与所述智能控制系统电连接的酸碱再生系统，所述酸碱再生系统连接所述离子交换装置，且与所述第二硬度检测仪相互配合，用于根据所述离子交换装置的产水硬度对所述阳离子交换树脂进行酸碱再生。
进一步的，所述智能控制系统为PLC或DCS全自动智能控制系统。
为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种污水处理方法。
该污水处理方法基于上述的短流程零硬度预处理系统，包括以下步骤：
将待处理的废水输送至膜软化反应装置内，并通过所述膜组件；
在所述膜组件的过滤作用下，所述待处理的废水中固体污染物附着在膜组件表面；同时，经膜组件过滤后得到的过滤清液进入产水箱；
进入所述产水箱内的所述过滤清液输送至离子交换装置，并通过所述阳离子交换树脂；
在所述阳离子交换树脂的离子交换作用下，去除所述过滤清液的硬度，得到目标清液。
进一步的，还包括再生操作：
当所述目标清液的硬度≥1mg/L时，通过智能控制系统控制所述离子交换装置停止产水，并启动酸碱再生系统对所述阳离子交换树脂进行酸碱再生。
本发明中将“膜软化反应装置+离子交换装置”工艺流程用于硬度预处理。其中，膜软化技术通过药剂投加，使废水中的待处理物，如硬度、硅、重金属等物质从废水中析出，结晶，形成泥水混合悬浊液，泥水混合悬浊液直接通过膜过滤后将待处理物截留，从而达到软化除硅等目的。
与传统硬度预处理工艺相比，本发明的技术效果：
1、本发明简化了传统处理工艺流程，减少了静设备及动设备数量，从而降低了项目占地、运行能耗及运维费用。
2、本发明中废水的进水硬度在10000mg/L以下，膜软化反应装置的产水硬度＜30mg/L，离子交换装置的产水硬度基本为0；
废水的进水硬度在10000mg/L以上时，离子交换装置的产水硬度＜30mg/L。
3、本发明中的处理过程全部通过PLC或DCS全自动控制，其中，膜软化反应装置能根据进水水量及pH自动调节加药量；离子交换装置能根据产水硬度自动进行酸碱再生，可充分保证产水水质的稳定性。
4、本发明中离子交换再生周期长，酸碱再生液用量少，节省药剂且极大减少酸碱废水量。
5、本发明中设备所产污泥含水率可低于94％，污泥少，不需要配置污泥浓缩系统，利于污泥系统处理和设备配套。
（发明人：毕飞;张智超）
